Cosa sono gli interrupt di sistema?

Sebbene alcuni computer, come quello che esegue il tuo tostapane, eseguano un'attività alla volta, i PC desktop, gli smartphone e i mainframe hanno diversi processi che funzionano contemporaneamente. Il computer lo gestisce attraverso gli interrupt di sistema, un meccanismo mediante il quale un programma ottiene temporaneamente la priorità sugli altri. L'unità di elaborazione centrale consente vari tipi di interruzioni in base a una gerarchia di attività predeterminata.

Programmi multipli

Un moderno PC, smartphone o server contiene diversi programmi in memoria, sebbene la CPU ne esegua solo una manciata in un dato momento; la maggior parte sono inattivi. I programmi includono applicazioni come word processor, fogli di calcolo ed e-mail, funzioni di utilità come monitor di memoria e spooler di stampa e programmi che gestiscono la scheda di rete, la tastiera e gli altoparlanti del computer. Quando un programma importante necessita di assistenza, invia un interrupt alla CPU, che interrompe altri lavori in corso per occuparsi dell'attività urgente. La CPU esegue l'interrupt solo se ha la priorità su altri task.

Interruzioni hardware

I dischi rigidi, le schede di rete, le stampanti e altri dispositivi emettono interruzioni hardware per attirare l'attenzione della CPU. Ad esempio, un programma richiede dati dal disco rigido; sebbene questa attività richieda circa 10 millisecondi, questo è un tempo lungo per la CPU, che esegue altre operazioni nel frattempo. Quando il disco rigido trova i dati, emette un interrupt hardware, dicendo alla CPU di interrompere temporaneamente ciò che sta facendo e consegnare i dati al programma richiedente.

Interruzioni software

I programmi emettono interrupt software per gestire richieste speciali tramite il sistema operativo del computer. Ad esempio, nel tuo elaboratore di testi, desideri incollare la data nell'intestazione di una pagina. L'elaboratore di testi emette un interrupt software, richiedendo la data da Microsoft Windows. L'elaboratore di testi attende brevemente mentre Windows recupera la data dal calendario di sistema. Quando la data è pronta, Windows restituisce il controllo all'elaboratore di testi. Gli interrupt software hanno una priorità relativamente bassa. se, durante il recupero della data, la CPU riceve una richiesta dal disco rigido, la CPU esegue prima l'interrupt del disco rigido, quindi termina il recupero della data.

Trap CPU

Il sistema operativo riserva diversi interrupt ad altissima priorità per le emergenze. Ad esempio, i dati di un programma vengono danneggiati, causandone l'arresto anomalo. Il sistema operativo emette una trappola della CPU che interrompe il programma e visualizza un messaggio di avviso sullo schermo, informandoti dell'accaduto. Nei casi più estremi, il sistema operativo stesso sviluppa un problema grave. Emette un'altra CPU trap che visualizza un messaggio diagnostico e interrompe tutta l'elaborazione.